一种羰基聚合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种羰基聚合物及其制备方法与应用。上述羰基聚合物，为金属

【技术实现步骤摘要】
一种羰基聚合物及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及锂电池材料相关
，尤其是涉及一种羰基聚合物及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池作为一种成功的电化学储能装置，自专利技术以来已广泛应用于现代生活。使用无机正极材料的可充电锂离子电池被广泛应用于数便携式电子设备。然而传统的无机锂电池正极材料，无法满足目前市场日益增长的储能需求。
[0003]有机电池由于其低成本、可回收性、资源可持续性、环境友好性、结构多样性和灵活性等优点，被认为是未来一代电化学储能的理想选择。有机小分子材料在作为锂电池正极时存在循环性能差、导电性不高、溶解度大等缺点。因此寻找高性能的有机正极材料是目前锂有机电池发展的关键。有机框架(COFs)是一类具有强键和原子精确自组装的二维或三维形态的微孔有机聚合物。它被广泛用作气体吸附、催化、超级电容器、质子传导和半导体的功能材料。COFs因其具有多孔的晶体结构，其稳定的有机框架和开放的通道，可容纳锂盐，从而可以达到快速的离子传导行为。因此COFs与其他多孔材料(如金属
‑
有机框架(MOFs))相比具有更好的电化学稳定性,在作为锂电池正极时具有更好的发展前景。然而COFs作为锂电池正极时在电解液中的溶解问题导致了差的稳定性，从而限制了其在锂电池中的进一步发展。
[0004]急需一种新型材料，以解决COFs作为锂电池正极时稳定性差的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的第一个技术问题是：
[0006]提供一种羰基聚合物。
[0007]本专利技术所要解决的第二个技术问题是：
[0008]提供一种所述羰基聚合物的制备方法。
[0009]本专利技术所要解决的第三个技术问题是：
[0010]所述羰基聚合物的应用。
[0011]本专利技术还提出一种正极材料。
[0012]本专利技术还提出一种锂电池。
[0013]为了解决所述第一个技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0014]一种羰基聚合物，包括以下结构式：
[0015][0016]其中，M包括苯基、噻吩基和呋喃基，以及苯基、噻吩基和呋喃基的衍生物基团中的至少一种；
[0017]其中，x＝0
‑
1000。
[0018]根据本专利技术的实施方式，所述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：
[0019]1.所述羰基聚合物为COFS结构，所述COFS结构具有多孔特征，促进了离子的快速传输；所述羰基聚合物的大骨架增强了分子的稳定性，从而提高了电极的循环稳定性。所述羰基聚合物具有高的稳定性和开放的多孔结构，有效的促进了锂离子的传输。
[0020]2.所述羰基聚合物用作锂离子电池正极时具有比容量高、能量密度高、氧化还原动力学快等优点。其比容量可以达到257.6mA/g，工作电压区间为1.05
‑
4.0V；采用本专利技术所述羰基聚合物为正极材料制得的锂电池，循环4000次后，仍具有80％的容量保持率和库仑效率基本保持在100％，具有优异的电性能。
[0021]根据本专利技术的一种实施方式，所述x＝1
‑
100。
[0022]所述羰基聚合物中“*”表示羰基聚合物连接的下一个单元，类似整体循环性的出现。
[0023]为了解决所述第二个技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0024]一种制备所述羰基聚合物的方法，包括以下步骤：
[0025]混合含醛化合物和1，4，7，10
‑
四氮杂环十二烷于溶剂中，经反应得到所述羰基聚合物。
[0026]所述制备所述羰基聚合物的方法，具有合成技术简单、成本低廉的优点。
[0027]根据本专利技术的一种实施方式，所述含醛化合物，包括以下结构式中的至少一种：
[0028][0029]根据本专利技术的一种实施方式，所述含醛化合物和1，4，7，10
‑
四氮杂环十二烷的摩尔比为N，且0<N<100。当N不在此范围内，将无法合成出所述羰基聚合物。
[0030]根据本专利技术的一种实施方式，所述含醛化合物和1，4，7，10
‑
四氮杂环十二烷的摩尔比为1
‑
10：1
‑
5。
[0031]根据本专利技术的一种实施方式，所述溶剂包括乙醇、异丙醇、丙二醇甲醚、乙酸丁酯和乙酸丙酯中的至少一种。
[0032]本专利技术的再一个方面，还提供一种正极材料。包括如上述第1方面实施例所述的羰基聚合物。由于该应用采用了上述实施例的羰基聚合物的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。
[0033]本专利技术的再一个方面，还提供一种锂电池。包括如上述第1方面实施例所述的羰基聚合物。由于该应用采用了上述实施例的羰基聚合物的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。
[0034]本专利技术的再一个方面，还提供一种羰基聚合物在新能源汽车中的应用。包括如上述第1方面实施例所述的羰基聚合物。由于该应用采用了上述实施例的羰基聚合物的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。
[0035]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。
附图说明
[0036]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0037]图1为实施例1制备得到的羰基聚合物的结构式。
[0038]图2为实施例1制备得到的羰基聚合物的合成步骤图。
[0039]图3为实施例1制备得到的羰基聚合物的红外光谱图。
[0040]图4为实施例1制备得到的羰基聚合物的拉曼光谱图。
[0041]图5为实施例8制备得到的锂电池的充放电曲线图。
[0042]图6为实施例8制备得到的锂电池的循环性能图。
具体实施方式
[0043]下面详细描述本专利技术的实施例，上述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0044]在本专利技术的描述中，如果有描述到第一、第二等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0045]在本专利技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0046]本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的限定，设置、安装、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种羰基聚合物，其特征在于：包括以下结构式：其中，M包括苯基、噻吩基和呋喃基，以及苯基、噻吩基和呋喃基的衍生物基团中的至少一种；其中，x＝0
‑
1000。2.根据权利要求1所述的羰基聚合物，其特征在于：所述x＝1
‑
100。3.一种制备如权利要求1或权利要求2所述的一种羰基聚合物的方法，其特征在于：包括以下步骤：混合含醛化合物和1，4，7，10
‑
四氮杂环十二烷于溶剂中，经反应得到所述羰基聚合物。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述含醛化合物，包括以下结构式中的至少一种：5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述含醛化合物和1，4，7，10
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘熙，张誉元，
申请(专利权)人：五邑大学，
类型：发明
国别省市：